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          • 论文
          主办单位:煤炭科学研究总院出版传媒集团、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
          基于气体-温度数学模型及其统计特征的煤自燃预警指标构建
          • 作者

            任万兴郭庆石晶泰 陆伟孙勇

          • 单位

            中国矿业大学 安全工程学院 中国矿业大学 煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室安徽理工大学 安全科学与技术学院煤科集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室

          • 摘要

            采空区煤自燃是影响矿井安全生产的主要灾害之一,标志气体与煤温是煤自燃预警的关键参数,两者之间的数学模型是构建煤自燃预警系统的基础。通过程序升温控制实验,获得了88组煤样气体浓度随煤温的变化曲线,选择指数函数、多项式函数和Logistic回归函数对气体浓度进行拟合,以R2,SSE和MSE等参数为评价指标,确定了Logistic回归函数为最佳拟合函数;利用Logistic函数拟合标志气体的变化曲线,得到CO与C2H4浓度的四个参数A1,A2,p和x0,基于统计学特征确定上述四个参数的值并检验其有效性,得到“气体-温度”的本构方程;最后,归纳了不同标志气体的初现温度、拐点温度的统计学特征,构建了煤自燃预警系统并进行了煤自燃危险阶段划分。结果表明:(1)30~350℃实验温度范围内,标志气体浓度变化分为波动段、稳定段和衰减段,气体浓度与煤温符合Logistic回归模型;(2)CO初现温度、第一拐点温度、C2H4初现温度、第一拐点温度和C2H2初现温度可作为煤自燃预警指标,预警值分别为30℃、156℃、120℃、204℃和285℃。(3)基于初现温度和拐点温度将煤自燃分为6个危险等级,可根据等级不同作相关响应。研究结果可为煤自燃预警软件研发提供数据支撑。

          • 关键词

            煤炭自燃预警指标特征温度Logistic回归

          • KeyWords

            coal spontaneous combustion; warning index; characteristic temperature; Logistic regression model

          • 引用格式
            任万兴,郭庆,石晶泰,陆伟,孙勇.基于气体-温度数学模型及其统计特征的煤自燃预警指标构建[J/OL].煤炭学报:1-10[2021-03-12].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.HZ21.0006
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